人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

摘要：近年來，AI技術(shù)逐漸改變了傳統(tǒng)的藝術(shù)生態(tài)，不僅拓展了藝術(shù)的邊界，催生了數(shù)字藝術(shù)設(shè)計，也進一步豐富了藝術(shù)的表現(xiàn)手法和創(chuàng)新模式，使藝術(shù)創(chuàng)作更加多元化。文章圍繞人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用展開探討，首先，對人工智能技術(shù)與數(shù)字藝術(shù)設(shè)計這兩個基本概念進行了解析，其次，分別從素材整理、創(chuàng)意構(gòu)思、建模渲染三個方面出發(fā)，探討了人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用，旨在為現(xiàn)代設(shè)計師在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中合理應(yīng)用人工智能技術(shù)并創(chuàng)作出更具創(chuàng)意性和獨特性的作品提供有益參考。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；人工智能；技術(shù)；數(shù)字藝術(shù)設(shè)計；應(yīng)用

中圖分類號：J05文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2096-7357（2024）33-0-03

在當(dāng)今世界，科技與藝術(shù)之間的界限變得模糊。作為21世紀(jì)最具代表性的科技進步之一，人工智能技術(shù)的發(fā)展使藝術(shù)創(chuàng)作方式發(fā)生了革命性的變化，特別是隨著算法和數(shù)據(jù)集的不斷優(yōu)化，機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、人工智能生成內(nèi)容以及自然語言處理等一系列人工智能技術(shù)成為藝術(shù)創(chuàng)作的有力工具，不僅使藝術(shù)作品的設(shè)計和生成變得更加便捷，而且促進數(shù)字藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)意和風(fēng)格實現(xiàn)了前所未有的突破，極大地拓展了數(shù)字藝術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展空間，對藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域發(fā)展具有重要意義。因此，探討人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用具有現(xiàn)實價值。

一、人工智能技術(shù)與數(shù)字藝術(shù)設(shè)計

（一）人工智能技術(shù)

人工智能是一門利用計算機模擬人類智能過程的技術(shù)，涵蓋了機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和自然語言處理等多種技術(shù)，其核心在于模擬人類智能，通過算法和數(shù)據(jù)模型來實現(xiàn)感知、學(xué)習(xí)、推理等能力[1]。如今，人工智能技術(shù)已憑借著強大的學(xué)習(xí)能力、預(yù)測能力以及分析能力，在醫(yī)療診斷、自動駕駛、藝術(shù)創(chuàng)作、智能家居等多個領(lǐng)域得到廣泛且深入的應(yīng)用。

（二）數(shù)字藝術(shù)設(shè)計

數(shù)字藝術(shù)設(shè)計是一種基于計算機技術(shù)和軟件工具進行創(chuàng)作的藝術(shù)形式，融合了視覺藝術(shù)、音樂、動畫等多種元素，具有高度的互動性和創(chuàng)新性[2]。設(shè)計師可以使用各種專業(yè)軟件以及相關(guān)算法，更加自由地表達自己的創(chuàng)意和想法，創(chuàng)作出更加具有視覺沖擊力和藝術(shù)感染力的作品。

二、人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中的應(yīng)用

（一）人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計素材整理中的應(yīng)用

在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中，素材的采集與篩選是一項復(fù)雜且必不可少的環(huán)節(jié)[3]。高質(zhì)量的素材不僅能夠為設(shè)計師提供靈感，增強設(shè)計的整體質(zhì)感，還能夠凸顯設(shè)計的原創(chuàng)性與獨特性。在傳統(tǒng)設(shè)計模式中，設(shè)計師往往需要花費大量時間搜索和挑選合適的素材，這不僅耗時耗力，而且難以保證素材的質(zhì)量。而人工智能技術(shù)的誕生與應(yīng)用則打破了這一現(xiàn)狀，設(shè)計師可以通過人工智能技術(shù)的廣泛搜集和自動識別功能，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中快速采集整理素材，為數(shù)字藝術(shù)設(shè)計工作穩(wěn)步有序地開展夯實基礎(chǔ)。

第一，人工智能技術(shù)應(yīng)用于圖像的識別與分類。圖像識別技術(shù)作為人工智能技術(shù)的重要組成部分，其功能在于快速準(zhǔn)確地識別圖像中的內(nèi)容，并根據(jù)風(fēng)格、顏色、主題等因素對其分類。在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中，設(shè)計師可以使用圖像識別軟件將大量的圖片素材，按照主題、風(fēng)格、色彩等因素進行分類，以便后續(xù)采用。與此同時，設(shè)計師可以通過圖像識別技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中快速檢索到符合要求的素材，有利于提高數(shù)字藝術(shù)設(shè)計效率。例如，設(shè)計師在進行“服裝設(shè)計”時，可以通過基于深度學(xué)習(xí)和機器學(xué)習(xí)的底層技術(shù)開發(fā)平臺——“AdobeSensei”，對網(wǎng)絡(luò)上分布的大量時尚圖片進行自動檢索，智能地識別和標(biāo)記圖片中的服裝款式、顏色、圖案等元素，并且按照時間、款式、顏色等進行分類整理，幫助設(shè)計師快速準(zhǔn)確地篩選到所需的素材，為其提供創(chuàng)意靈感，提高“服裝設(shè)計”效率與質(zhì)量。

第二，人工智能技術(shù)應(yīng)用于語音識別與文字轉(zhuǎn)換。在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中，除了圖像素材，文字素材也至關(guān)重要。設(shè)計師不僅僅依賴于視覺元素來表達創(chuàng)意，同樣需要依靠文本信息來傳遞信息、引導(dǎo)觀眾的注意力，進一步提高設(shè)計作品的情感深度，從而增強數(shù)字藝術(shù)設(shè)計作品的獨特性與質(zhì)感。為提高文字素材搜集和記錄能力，設(shè)計師在進行數(shù)字藝術(shù)設(shè)計時，可以嘗試通過語音識別技術(shù)將音頻資料轉(zhuǎn)換為文字形式，提升文字素材的整理效率。一方面，設(shè)計師可以通過“口語”的形式捕捉和記錄素材，即以口述的方式將個人腦海中形成的概念、產(chǎn)生的創(chuàng)意或者想法進行記錄，之后，再通過語音識別軟件將其快速轉(zhuǎn)換為文字，有利于保證記錄的完整性和準(zhǔn)確性，也便于設(shè)計師后續(xù)查閱和整理。另一方面，設(shè)計師在進行數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的過程中，人工智能系統(tǒng)可以通過自然語言處理和語音識別技術(shù)，將設(shè)計師發(fā)出的語音指令轉(zhuǎn)化為文字，并根據(jù)這些文字自動生成或查找相應(yīng)的素材，以有效提高素材檢索效率。例如，設(shè)計師可以通過發(fā)出“請幫我找到所有關(guān)于‘未來城市’的圖片素材”的語音命令，AI在接收到指令后，會自動解析這條語音指令，并從素材庫中篩選出符合條件的圖片。這種方式不僅能夠解放設(shè)計師的雙手，還能夠促其將更多精力和時間投放于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的創(chuàng)意挖掘方面，以增強數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的原創(chuàng)性和獨特性。

（二）人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)意構(gòu)思中的應(yīng)用

創(chuàng)意構(gòu)思是數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中最具挑戰(zhàn)性的部分之一。創(chuàng)意構(gòu)思是指設(shè)計師通過頭腦風(fēng)暴、研究和激發(fā)靈感等方式，產(chǎn)生新穎獨特的想法，不僅需要設(shè)計師具備深厚的藝術(shù)修養(yǎng)、敏銳的觀察力以及廣泛的知識面，還需要設(shè)計師掌握一定的新技術(shù)，并將其融入自己的創(chuàng)作中，否則可能會出現(xiàn)設(shè)計作品單調(diào)、作品缺乏深度與新穎性的問題。盡管許多設(shè)計師擁有豐富的想象力和創(chuàng)造力，但在面對海量信息和復(fù)雜環(huán)境時，仍可能遭遇“創(chuàng)意枯竭”的困境，而人工智能技術(shù)的出現(xiàn)則有效緩解了這一現(xiàn)狀，它能夠通過提供豐富的素材、生成圖像等方式激發(fā)設(shè)計師的靈感，促其迸發(fā)出新的創(chuàng)意，以達到拓展創(chuàng)作空間、豐富設(shè)計風(fēng)格及內(nèi)容的目的。

在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的創(chuàng)意構(gòu)思環(huán)節(jié)，AI系統(tǒng)能夠通過對海量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析，推薦獨特的造型概念、色彩搭配方案等，幫助設(shè)計師突破傳統(tǒng)思維定式，創(chuàng)作出更具特色的數(shù)字藝術(shù)作品。具體來講，設(shè)計師可以利用AI算法掃描并分析社交媒體平臺上的流行文化內(nèi)容、時尚潮流趨勢以及用戶生成的內(nèi)容等大量數(shù)據(jù)，從中獲取靈感并進行創(chuàng)意構(gòu)思，以實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的靈感啟發(fā)。例如，數(shù)字插畫師在進行數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的過程中，可以通過AI算法收集賽博朋克風(fēng)、復(fù)古風(fēng)等不同風(fēng)格的熱門元素，自動分析各個風(fēng)格的顏色搭配、構(gòu)圖方式等，將這些信息匯總成可供參考的報告，促進插畫師打破固有認(rèn)知和經(jīng)驗范圍，通過新素材、新靈感拓寬創(chuàng)意思路。

同時，設(shè)計師可以通過人工智能技術(shù)輔助概念生成。具體來講，設(shè)計師可以將基于深度學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中，通過特有的算法對現(xiàn)有的雕塑、繪畫、攝影等一系列優(yōu)秀數(shù)字藝術(shù)作品進行自動學(xué)習(xí)和智能分析，明確其創(chuàng)作思路、運用的元素及蘊含的設(shè)計理念等，為設(shè)計師自主進行數(shù)字藝術(shù)設(shè)計提供相近的且具有參考價值的圖像成品。例如，設(shè)計師想創(chuàng)作一幅具有夢幻色彩的城市夜景插畫作品時，可以通過StyleGAN模型按照要求輸入“高樓大廈、霓虹燈”等關(guān)于城市元素的不同參數(shù)，自動生成不同風(fēng)格的夜景初稿，為設(shè)計師提供豐富的靈感，促其在眾多生成的圖像中選取合適的元素進行進一步創(chuàng)作，快速理順創(chuàng)作思路，提高創(chuàng)作效率[4]。

此外，設(shè)計師可以通過人工智能技術(shù)嘗試風(fēng)格遷移。在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中，新穎的創(chuàng)意至關(guān)重要，但是一些設(shè)計師受個人認(rèn)知、經(jīng)驗的拘囿，難以在構(gòu)思、風(fēng)格方面進行創(chuàng)新和轉(zhuǎn)換，致其創(chuàng)作的數(shù)字藝術(shù)作品難以給人眼前一亮的感覺。對此，設(shè)計師可以通過人工智能技術(shù)進行風(fēng)格遷移和轉(zhuǎn)換，為其設(shè)計提供更多的靈感和創(chuàng)意。其中，風(fēng)格遷移是將一幅圖像的風(fēng)格遷移到另一幅圖像上的過程，使后者呈現(xiàn)出前者的風(fēng)格特征，以創(chuàng)造出各種新穎獨特的效果，讓作品更富表現(xiàn)力和創(chuàng)造性。在實踐中，設(shè)計師可以通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)捕捉圖像素材的內(nèi)容信息和風(fēng)格信息，通過對這兩類信息的分離和重組達到風(fēng)格遷移的效果。例如，在制作一款具有文藝復(fù)興時期繪畫風(fēng)格的數(shù)字界面設(shè)計時，設(shè)計師可以將現(xiàn)代簡潔的界面截圖輸入人工智能系統(tǒng)中，指定目標(biāo)風(fēng)格為達·芬奇或拉斐爾的作品風(fēng)格，通過調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重和其他參數(shù)，使原本普通的界面變成帶有濃郁文藝復(fù)興繪畫特色的界面，線條更加柔和細膩，色彩也具有古典油畫般的質(zhì)感，這樣不僅使數(shù)字藝術(shù)作品融入經(jīng)典的美學(xué)元素，獲得所需的美學(xué)風(fēng)格，還能夠節(jié)省設(shè)計師的時間和精力，提高設(shè)計效率與質(zhì)量。

最后，設(shè)計師可以直接通過人工智能技術(shù)生成藝術(shù)作品。人工智能技術(shù)的強大之處在于其卓越的信息搜集能力、素材整理分析能力以及模仿學(xué)習(xí)能力，設(shè)計師不僅可以通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)多種風(fēng)格的深度融合，還能夠直接通過人工智能技術(shù)生成藝術(shù)作品。

（三）人工智能技術(shù)在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計建模渲染中的應(yīng)用

在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計中，建模和渲染是兩個非常關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)，建模是指通過計算機軟件創(chuàng)建三維物體或環(huán)境的過程；渲染指的是將已經(jīng)創(chuàng)建好的三維模型轉(zhuǎn)換成具有視覺效果的二維圖像的過程，賦予虛擬物體真實的外觀效果，使觀眾仿佛身臨其境地觀賞。傳統(tǒng)建模渲染工作往往需要設(shè)計師投入大量時間和精力進行手動操作，從構(gòu)建模型到調(diào)整材質(zhì)紋理，再到設(shè)置光照環(huán)境等各個環(huán)節(jié)都十分煩瑣。而在AI算法的支持下，能夠自動生成復(fù)雜的幾何形狀、紋理細節(jié)以及逼真的光影效果，大幅縮短了創(chuàng)作周期，有利于節(jié)省時間并獲得良好的效果。

第一，智能化建模。在常規(guī)的建模過程中，設(shè)計師往往需要花費大量時間進行幾何形狀的創(chuàng)建、修改和完善，特別是在創(chuàng)建一個復(fù)雜的模型時，從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)到細節(jié)裝飾都需要手動繪制多邊形網(wǎng)格，不僅非常耗時，并且容易出錯。在當(dāng)今時代，設(shè)計師可以通過基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)模型等人工智能算法，根據(jù)給定的描述或通過對參考圖像的學(xué)習(xí)分析自動生成初始模型。與此同時，設(shè)計師在進行繪畫類游戲創(chuàng)作設(shè)計時，可以根據(jù)玩家的操作習(xí)慣和喜好，通過人工智能技術(shù)自動生成符合邏輯的場景和角色模型，這樣有利于提高游戲的開發(fā)效率，還能夠更好地滿足不同用戶的需求。此外，在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的建模過程中，設(shè)計師可以通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)自動識別和優(yōu)化建模流程，提高建模效率。例如，在進行“游戲人物”創(chuàng)作設(shè)計的過程中，設(shè)計師可以通過知名的數(shù)字雕刻軟件ZBrush自動識別建模中的關(guān)鍵部位并實現(xiàn)一鍵優(yōu)化，以提高建模效率和質(zhì)量，促使設(shè)計師將更多精力投放于創(chuàng)意部分，增強數(shù)字藝術(shù)設(shè)計的獨特性與美觀性[5]。

第二，自動化渲染。渲染是將建模后的三維場景轉(zhuǎn)化為二維圖像的過程，這個過程往往非常耗時。設(shè)計師可以通過人工智能算法加快對渲染任務(wù)的預(yù)估和優(yōu)化。例如，在數(shù)字藝術(shù)設(shè)計渲染環(huán)節(jié)，設(shè)計師可以通過基于機器學(xué)習(xí)的降噪算法精準(zhǔn)高效地去除圖像中的噪點，同時保留圖像的細節(jié)信息，以保證渲染質(zhì)量。與此同時，設(shè)計師可以借助AI根據(jù)硬件性能動態(tài)分配渲染資源的特性，提高渲染速度。具體來講，在高端計算機設(shè)備中，AI技術(shù)會充分利用其強大的圖形處理能力進行渲染；而在普通設(shè)備中，AI技術(shù)一般會自動采用簡化的渲染路徑，保證在可接受的時間內(nèi)得到較好的渲染效果。設(shè)計師在進行“影視制作”之類的數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作時，可以通過AI技術(shù)獲得高效而優(yōu)質(zhì)的渲染效果，有利于提高整個項目的制作進度。此外，在渲染高質(zhì)量圖像時，設(shè)計師可以通過AI進行物理模擬和光線追蹤，使渲染結(jié)果更加逼真。例如，在進行“服裝設(shè)計”時，設(shè)計師可以通過AI模擬“布料的褶皺、流體的流動等”場景，動態(tài)呈現(xiàn)物體在不同條件下的運動和變形情況，幫助客戶更好地了解設(shè)計作品的形態(tài)。除此之外，設(shè)計師還可以通過AI技術(shù)實現(xiàn)風(fēng)格化渲染，即利用AI技術(shù)的特定算法，對不同的藝術(shù)風(fēng)格數(shù)據(jù)庫進行學(xué)習(xí)與分析，根據(jù)要求將三維場景渲染成具有特定繪畫風(fēng)格的圖像[6]。例如，在渲染“具有梵高《星月夜》風(fēng)格的城市夜景”時，設(shè)計師可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)習(xí)梵高的筆觸、色彩運用等特征，自動將其經(jīng)典元素融入“城市夜景”中，使渲染出來的數(shù)字藝術(shù)作品充滿“梵高”風(fēng)格的藝術(shù)氣息。

三、結(jié)束語

人工智能技術(shù)為數(shù)字藝術(shù)設(shè)計變革注入了強大活力。一方面，AI以其獨特的優(yōu)勢極大地豐富了數(shù)字藝術(shù)的表現(xiàn)形式，使創(chuàng)作者能以前所未有的方式表達自我，為觀眾提供了更加多元化的視覺體驗；另一方面，AI技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用促進了藝術(shù)與科技的深度融合，推動了相關(guān)理論和技術(shù)的研究與發(fā)展。另外，設(shè)計師要深刻認(rèn)識到，人工智能技術(shù)只是一種工具和手段，其根本是為創(chuàng)意、思想服務(wù)，切勿本末倒置，影響數(shù)字藝術(shù)設(shè)計質(zhì)量。

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基金項目：成都信息工程大學(xué)2023年教師科技創(chuàng)新能力提升計劃項目（重點團隊）“基于AR、VR、MR技術(shù)的涼山非遺藝術(shù)數(shù)字化傳承研究”（項目編號：2023011）。

作者簡介：田曉膺（1978-）女，四川成都人，博士，教授，從事數(shù)字非遺研究；饒詩琪（1999-），女，四川崇州人，碩士，助教，從事新媒體傳播與創(chuàng)新設(shè)計研究。